论文部分内容阅读
摘要：随着人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求也越来越高，建筑不单单满足人们的居住需求，更要有居住舒适性，暖通空调工程正是改变建筑环境，增加舒适性的重要方法。但作为建筑的一部分，地源热泵工程在设计及施工中存在很多问题。因此研究地源热泵系统具有十分重要的现实意义。
关键词：暖通空调地源热泵消防站
1 绪论
我国建筑行业在最近几十年飞速发展的过程之中，其整体的产业耗能占比已经接近我国社会整体能耗的三分之一，而对于暖通空调的整体使用来说，其能耗在建筑整体能耗之中的占比达到了 40-50%，地源热泵项目以其出色的节能性和环保性，受到越来越多的关注，同时也被不断推广。民生类基本的居住工程也成了社会最为关注的重点项目之一。作为暖通空调中重要组成部分之一的地源热泵工程，其设施好坏还会对用户日常生活产生直接影响，因此暖通工程的质量是否过关直接影响到用户对于住房的选择，也是考察整个建筑工程的质量是否达标的重要参考条件之一。
2 地源热泵系统
所谓的地源热泵系统，就是建筑物为了及时供冷和供热，依靠浅层地热作为热源实现的操作系统。这一系统有效的实现了环境和经济效益两个方面的要求。在过去的十年里，地源热泵系统就在我国得到快速的发展。地源热泵工作原理如图 2.1所示。
2.1 地源热泵工作原理图
如上图所示，其中地下水地源热泵系统主要是通过抽取地下水，实现水源热泵机组和地下水水源的交换，通过吸收地下水的热能实现换热操作，交换热利用完的水源再通过系统排入地下。而与此不同的是，地表水地源热泵系统则是将地表水作为主要热源，利用换热介质作为地表水和热泵机组两者之间的循环连接，以达到最终的换热目的。最后一类也就是地埋管地源热泵系统，这系统由三个部分共同构成，分别是水源热泵机组，室内空调末端系统和地埋管换热器。由于夏季比较炎热，所以地埋管内的导热介质需要通过循环水泵进行冷凝，再把从热泵机组中所释放的热量排入土壤中，最终通过土壤地层进行储热;系统运行时，蒸发器里产生的冷凝水将会通过循环水泵最终进入空调末端设备，实现对室内的供冷。而比较严寒的冬季，就需要通过这一系统中地埋管内的传热介质进行热量的收集，收集热量的操作完成之后，冷凝管中将会产生热水，热水会通过循环水泵进入空调末端设备，最终实现对房间的供暖。
3 消防站地源热泵系统现状及存在的问题
3.1消防站现状
潍坊市坊子区九龙消防站项目位于涧东路以西、穆响路以北，按照消防大队标准建设二级消防站。项目总占地面积 8903平方米，计划投资 700万元。建设内容包括办公楼及训练塔、篮球馆、室外训练场地、足球场、文化长廊、文化广场、岗亭等配套设施，总建筑面积 3328平方米。
3.1.1 地源热泵系统设备及管道安装
本系统设计使用地源热泵空调系统，其中地埋管采用竖直双 U型地埋管。竖直埋管管材采用高密度聚乙烯 （PE100）De25。布置要点：孔间距和行间距均按 4米计算（见下图 3.1），钻孔深度 120米（含水平管布管前地表层每孔加钻深度 1.5米），钻孔数量 870个。水平埋管总长度可根据地埋管区域、机房位置、分集水器设置位置和水平管连接方式确定。
3.2地源热泵系统设备存在的问题
3.2.1钻井及回灌问题
对于此类工程项目而言，由于热泵的工作需要，必须进行一系列的打孔，且没有固定的规律可循，这就使得施工过程中很可能损坏内部管道。正因为整个温控管道是在地下，所以极大地增加了施工难度，而且要确保必须一次完成所有流程，不然如果出现问题，损失严重。地埋管设计作为地源热泵设计的最重要部分，地埋管的设计及施工质量代表整个系统的质量。第四章会对地埋管进行模拟优化分析，保证系统质量。
3.2.2 供暖装置的工程错误主要集中于水的利用和回收
在整个供暖装置中，还有一点不能忽视的就是整个管道运输中水资源的利用和回收，因为整个水流携带着热量，所以其作用毋庸置疑，如果不能保证合理安全地利用和回收水资源，该供暖装置在一定程度上也就等同于失败。在此问题上，常常会出现的错误是水资源输送装置安装错误、输送装置间距较小，使水无法正常流通，不能达到传递热量的作用。同时，如果管道出现泄漏现象，同样会阻止整个供暖装置发挥作用，这一切的罪魁祸首往往在于没有实时认真地确保输送系统安全密封，同时材料较差容易磨损，最终造成毁灭性的后果。
4 消防站地源热泵系统解决办法
4.1 材料及设备质量保证措施
4.1.1.材料保证措施
施工过程中用到的所有原材料和半成品需要进行严格的质量检验，保证材质合格之后才能投入使用。对于没有进行常规验证的材料，不能对其进行加工与非法使用。一切质量标准以国家标准为准，施工中所用的沙子、碎石等材料先取样试验，合格后再进料。
4.1.2.机械设备的保证措施
工程施工对于设备的质量与数量要求是较高的，对此，需要引进大量的机械设备，并对即将使用的运输设备进行分析，核算车辆的实际使用数量。为了降低运输成本，避免不必要的资源浪费现象，需要对运输设备的型号进行严格的统计与预算，在购置符合实际需要的同时留有备份，满足施工所需。
4.2 质量通病防止、质量难点的解决措施
（1）实行科学的报验验收制度
在进行工程质量控制的过程中，首先需要建立健全相关的验收与质检制度，作为质检与验收工作的制度依据。其次，需要积极做好工序控制，在工序的各个细节进行质量分析，找出影响工序正常开展的原因，对其进行分析处理，致力于解决问题。再次，在把握工作进度的基础上，需要建立科學的进度分析报告，可以适当参考三级质量进行科学的自检工作。此外，在施工过程中，必须对各道工序进行严格要求，每一层都进行定期验收，保证施工顺利进行，提高工程质量。
（2）搞好图纸会审，坚持按图施工
在审核阶段，需要对施工的实际设计文件进行分析，协调技术与施工质量。图纸设计的技术需要参与图纸的会审分析，各个部门协调合作，共同分析工程现状，致力于通过合作解决现存的各种问题。
5， 总结
本文主要系统设备研究了消防站地源热泵系统。分析了该系统管理中存在的问题，运用理论系统进行优化，提出了该系统管理改进措施及系统管理的保障机制。所取得的主要结论如下：
（1）地源热泵利用地热资源这一可再生能源进行能量交换，具有环境效益显著、高效节能、自动运行、维护费用低、系统使用寿命长等优点，是一种应用前景广阔的新型暖通技术。
（2）运用地源热泵系统相关理论研究发现消防站地源热泵项目系统管理中存在的主要问题有：钻井及回灌问题;施工方案不完善问题、资金问题及测量数据陈旧引起的测量误差等问题。
参考文献
[1]JICA. Construction Management Techniques[M]. Japan：Osaka.1989.
[2] 张振峰 . PDCA循环在某展览馆改造工程中的应用 [J]. 广东土木与建筑 ： 2015.02：53-55.
[3] Anderson John， Liu Xiaohe. Process Quality KnowledgeBases[J]. Journal of Quality Management： 1999.4（2）：143-145.
[4] 罗振璧 ，罗杰 ，杜维 ，莫如虎 . 如何成功实施精益—6σ管理 [J]. 世界制造技术与装备市场 ：2009.01：99-104.
作者简介 ：李田雨，男，1994.05.23出生，籍贯黑龙江省大庆市，本科学历，单位：成都基准方中建筑设计有限公司北京分公司，邮编：100123。研究方向：建筑环境与设备工程（暖通空调）
关键词：暖通空调地源热泵消防站
1 绪论
我国建筑行业在最近几十年飞速发展的过程之中，其整体的产业耗能占比已经接近我国社会整体能耗的三分之一，而对于暖通空调的整体使用来说，其能耗在建筑整体能耗之中的占比达到了 40-50%，地源热泵项目以其出色的节能性和环保性，受到越来越多的关注，同时也被不断推广。民生类基本的居住工程也成了社会最为关注的重点项目之一。作为暖通空调中重要组成部分之一的地源热泵工程，其设施好坏还会对用户日常生活产生直接影响，因此暖通工程的质量是否过关直接影响到用户对于住房的选择，也是考察整个建筑工程的质量是否达标的重要参考条件之一。
2 地源热泵系统
所谓的地源热泵系统，就是建筑物为了及时供冷和供热，依靠浅层地热作为热源实现的操作系统。这一系统有效的实现了环境和经济效益两个方面的要求。在过去的十年里，地源热泵系统就在我国得到快速的发展。地源热泵工作原理如图 2.1所示。
2.1 地源热泵工作原理图
如上图所示，其中地下水地源热泵系统主要是通过抽取地下水，实现水源热泵机组和地下水水源的交换，通过吸收地下水的热能实现换热操作，交换热利用完的水源再通过系统排入地下。而与此不同的是，地表水地源热泵系统则是将地表水作为主要热源，利用换热介质作为地表水和热泵机组两者之间的循环连接，以达到最终的换热目的。最后一类也就是地埋管地源热泵系统，这系统由三个部分共同构成，分别是水源热泵机组，室内空调末端系统和地埋管换热器。由于夏季比较炎热，所以地埋管内的导热介质需要通过循环水泵进行冷凝，再把从热泵机组中所释放的热量排入土壤中，最终通过土壤地层进行储热;系统运行时，蒸发器里产生的冷凝水将会通过循环水泵最终进入空调末端设备，实现对室内的供冷。而比较严寒的冬季，就需要通过这一系统中地埋管内的传热介质进行热量的收集，收集热量的操作完成之后，冷凝管中将会产生热水，热水会通过循环水泵进入空调末端设备，最终实现对房间的供暖。
3 消防站地源热泵系统现状及存在的问题
3.1消防站现状
潍坊市坊子区九龙消防站项目位于涧东路以西、穆响路以北，按照消防大队标准建设二级消防站。项目总占地面积 8903平方米，计划投资 700万元。建设内容包括办公楼及训练塔、篮球馆、室外训练场地、足球场、文化长廊、文化广场、岗亭等配套设施，总建筑面积 3328平方米。
3.1.1 地源热泵系统设备及管道安装
本系统设计使用地源热泵空调系统，其中地埋管采用竖直双 U型地埋管。竖直埋管管材采用高密度聚乙烯 （PE100）De25。布置要点：孔间距和行间距均按 4米计算（见下图 3.1），钻孔深度 120米（含水平管布管前地表层每孔加钻深度 1.5米），钻孔数量 870个。水平埋管总长度可根据地埋管区域、机房位置、分集水器设置位置和水平管连接方式确定。
3.2地源热泵系统设备存在的问题
3.2.1钻井及回灌问题
对于此类工程项目而言，由于热泵的工作需要，必须进行一系列的打孔，且没有固定的规律可循，这就使得施工过程中很可能损坏内部管道。正因为整个温控管道是在地下，所以极大地增加了施工难度，而且要确保必须一次完成所有流程，不然如果出现问题，损失严重。地埋管设计作为地源热泵设计的最重要部分，地埋管的设计及施工质量代表整个系统的质量。第四章会对地埋管进行模拟优化分析，保证系统质量。
3.2.2 供暖装置的工程错误主要集中于水的利用和回收
在整个供暖装置中，还有一点不能忽视的就是整个管道运输中水资源的利用和回收，因为整个水流携带着热量，所以其作用毋庸置疑，如果不能保证合理安全地利用和回收水资源，该供暖装置在一定程度上也就等同于失败。在此问题上，常常会出现的错误是水资源输送装置安装错误、输送装置间距较小，使水无法正常流通，不能达到传递热量的作用。同时，如果管道出现泄漏现象，同样会阻止整个供暖装置发挥作用，这一切的罪魁祸首往往在于没有实时认真地确保输送系统安全密封，同时材料较差容易磨损，最终造成毁灭性的后果。
4 消防站地源热泵系统解决办法
4.1 材料及设备质量保证措施
4.1.1.材料保证措施
施工过程中用到的所有原材料和半成品需要进行严格的质量检验，保证材质合格之后才能投入使用。对于没有进行常规验证的材料，不能对其进行加工与非法使用。一切质量标准以国家标准为准，施工中所用的沙子、碎石等材料先取样试验，合格后再进料。
4.1.2.机械设备的保证措施
工程施工对于设备的质量与数量要求是较高的，对此，需要引进大量的机械设备，并对即将使用的运输设备进行分析，核算车辆的实际使用数量。为了降低运输成本，避免不必要的资源浪费现象，需要对运输设备的型号进行严格的统计与预算，在购置符合实际需要的同时留有备份，满足施工所需。
4.2 质量通病防止、质量难点的解决措施
（1）实行科学的报验验收制度
在进行工程质量控制的过程中，首先需要建立健全相关的验收与质检制度，作为质检与验收工作的制度依据。其次，需要积极做好工序控制，在工序的各个细节进行质量分析，找出影响工序正常开展的原因，对其进行分析处理，致力于解决问题。再次，在把握工作进度的基础上，需要建立科學的进度分析报告，可以适当参考三级质量进行科学的自检工作。此外，在施工过程中，必须对各道工序进行严格要求，每一层都进行定期验收，保证施工顺利进行，提高工程质量。
（2）搞好图纸会审，坚持按图施工
在审核阶段，需要对施工的实际设计文件进行分析，协调技术与施工质量。图纸设计的技术需要参与图纸的会审分析，各个部门协调合作，共同分析工程现状，致力于通过合作解决现存的各种问题。
5， 总结
本文主要系统设备研究了消防站地源热泵系统。分析了该系统管理中存在的问题，运用理论系统进行优化，提出了该系统管理改进措施及系统管理的保障机制。所取得的主要结论如下：
（1）地源热泵利用地热资源这一可再生能源进行能量交换，具有环境效益显著、高效节能、自动运行、维护费用低、系统使用寿命长等优点，是一种应用前景广阔的新型暖通技术。
（2）运用地源热泵系统相关理论研究发现消防站地源热泵项目系统管理中存在的主要问题有：钻井及回灌问题;施工方案不完善问题、资金问题及测量数据陈旧引起的测量误差等问题。
参考文献
[1]JICA. Construction Management Techniques[M]. Japan：Osaka.1989.
[2] 张振峰 . PDCA循环在某展览馆改造工程中的应用 [J]. 广东土木与建筑 ： 2015.02：53-55.
[3] Anderson John， Liu Xiaohe. Process Quality KnowledgeBases[J]. Journal of Quality Management： 1999.4（2）：143-145.
[4] 罗振璧 ，罗杰 ，杜维 ，莫如虎 . 如何成功实施精益—6σ管理 [J]. 世界制造技术与装备市场 ：2009.01：99-104.
作者简介 ：李田雨，男，1994.05.23出生，籍贯黑龙江省大庆市，本科学历，单位：成都基准方中建筑设计有限公司北京分公司，邮编：100123。研究方向：建筑环境与设备工程（暖通空调）